ALEKS

ALEKS — это адаптивная система обучения математике, химии, статистике и другим дисциплинам, основанная на технологиях искусственного интеллекта. Разработана компанией McGraw-Hill Education (США). Система использует алгоритмы, оценивающие текущий уровень знаний учащегося и подбирающие индивидуальную траекторию обучения, заполняя пробелы в понимании предмета. ALEKS является аббревиатурой от Assessment and LEarning in Knowledge Spaces (Оценка и обучение в пространствах знаний).

История

Система ALEKS была создана в 1990-х годах в результате исследований в области когнитивной психологии и математического моделирования, проводимых в Калифорнийском университете в Ирвайне (UCI) и Нью-Йоркском университете. Основой разработки послужила теория пространств знаний (Knowledge Space Theory), предложенная Жан-Полем Дуаньоном и Патриком Суппесом. В 1998 году была основана компания ALEKS Corporation, которая начала коммерческое распространение системы. В 2013 году ALEKS была приобретена издательским гигантом McGraw-Hill Education, что позволило интегрировать её в более широкий спектр образовательных продуктов. На протяжении 2010-х годов система активно внедрялась в школах и колледжах США, а также в ряде других стран.

Принцип работы

Система ALEKS не использует традиционную модель линейного курса, где все учащиеся проходят один и тот же набор тем. Вместо этого она применяет адаптивный подход:

1. Первичная оценка (Initial Assessment): При первом входе учащийся проходит тест, который охватывает все темы курса. Алгоритм, задавая вопросы, динамически определяет, какие темы ученик знает, а какие — нет. Тест не является фиксированным по длине; он завершается, когда система получает достаточно данных для построения точной «карты знаний» учащегося.
2. Построение пространства знаний: На основе результатов оценки ALEKS создаёт индивидуальную модель — «пространство знаний» учащегося. Эта модель представляет собой граф, где узлы — это темы, а связи — логические зависимости между ними. Система точно знает, какие темы ученик уже освоил (готовые к изучению), а какие — нет (недоступные, так как требуют освоения предыдущих).
3. Индивидуальная траектория обучения: После оценки учащемуся предлагается список тем, которые он готов изучать (Ready to Learn). Это темы, для которых у него уже есть все необходимые базовые знания. Ученик выбирает тему, изучает объяснение (обычно в виде текста с примерами) и решает практические задачи. Система немедленно проверяет ответы и, в случае ошибки, может предложить дополнительные объяснения или подсказки.
4. Постоянная адаптация: ALEKS не просто фиксирует пройденные темы. Она постоянно отслеживает успехи и ошибки учащегося. Если ученик ошибается в задаче по теме, которая, по мнению системы, уже освоена, это может привести к пересмотру модели знаний. Система может «забрать» тему из освоенных и вернуть её в список для повторного изучения. Это гарантирует, что знания не являются поверхностными.
5. Периодические оценки (Progress Assessments): Через определённые промежутки времени (например, каждые 5-10 часов работы) система проводит короткие проверочные тесты. Они нужны для того, чтобы подтвердить, что ранее изученные темы остались в памяти, и скорректировать траекторию обучения.

Классификация и виды курсов

Система ALEKS предлагает курсы по различным дисциплинам и уровням сложности:

• Математика:
• Начальная школа: Арифметика, основы геометрии, работа с дробями и десятичными дробями.
• Средняя школа: Предварительная алгебра, алгебра I и II, геометрия.
• Старшая школа и колледж: Тригонометрия, предварительное исчисление, исчисление I и II, статистика.
• Естественные науки:
• Химия: Основы общей химии, включая стехиометрию, термодинамику, квантовую теорию.
• Физика: Вводные курсы по физике (механика, электричество, магнетизм).
• Бизнес и экономика: Вводные курсы по бухгалтерскому учёту, экономике, финансам.

Курсы могут быть стандартизированными (например, «Алгебра I для 8-9 классов») или кастомизированными (созданными преподавателем под конкретный учебный план).

Применение и значение

ALEKS используется в основном в образовательных учреждениях США и некоторых других стран, а также для индивидуального обучения.

• В школах: Система применяется для дифференцированного обучения, когда ученики в одном классе работают с разными темами в зависимости от их уровня. ALEKS может использоваться как основное средство обучения (в рамках модели «перевёрнутого класса») или как дополнительный инструмент для отработки навыков.
• В колледжах и университетах: Часто используется для курсов по математике и химии, особенно на младших курсах. Система позволяет преподавателям отслеживать прогресс каждого студента и выявлять проблемные зоны. Многие вузы используют ALEKS для проведения вступительных тестов (placement tests) для определения, на какой курс математики зачислять студента.
• Для домашнего обучения: Родители, обучающие детей на дому, могут использовать ALEKS как структурированную учебную программу с автоматической проверкой.

Значение системы заключается в её способности решать проблему индивидуальных различий в обучении. В традиционном классе учитель вынужден ориентироваться на «среднего» ученика, оставляя отстающих и опережающих без должного внимания. ALEKS позволяет каждому ученику двигаться в своём темпе, что повышает эффективность обучения и мотивацию.

Критика и ограничения

Несмотря на широкую распространённость, ALEKS подвергается критике по нескольким направлениям:

• Ограниченность формата обучения: Система в основном фокусируется на решении задач и проверке фактов. Она не учит рассуждать, доказывать теоремы или решать нестандартные, творческие задачи. Обучение сводится к отработке алгоритмов.
• Слабая поддержка объяснений: Объяснения новых тем в ALEKS часто представлены в виде краткого текста и примеров. Для многих учащихся этого недостаточно, особенно если они не усвоили предыдущий материал. Система не предоставляет видеолекций или интерактивных симуляций.
• Риск «заучивания»: Учащиеся могут научиться правильно отвечать на типовые вопросы, не понимая глубинной сути предмета. Система не всегда способна отличить глубокое понимание от механического запоминания ответов.
• Зависимость от интернета и компьютера: Для работы ALEKS требуется стабильное интернет-соединение и устройство (компьютер, планшет). Это создаёт проблемы для учащихся из малообеспеченных семей или регионов с плохим интернетом.
• Стоимость: Доступ к ALEKS является платным (обычно по подписке для учебного заведения или индивидуального пользователя), что может быть финансовым барьером.

Интересные факты

• Название ALEKS является аббревиатурой, но также может быть прочитано как имя «Алекс», что делает его запоминающимся.
• Система была удостоена нескольких наград в области образовательных технологий, включая премию «EdTech Digest» и «BESSIE Award».
• ALEKS используется в некоторых программах коррекционного обучения для студентов, испытывающих серьёзные трудности с математикой.

Источники

• McGraw-Hill Education. (2023). ALEKS: Assessment and Learning in Knowledge Spaces. Официальный сайт продукта.
• Doignon, J.-P., & Falmagne, J.-C. (1999). Knowledge Spaces. Springer-Verlag.
• Falmagne, J.-C., Cosyn, E., Doignon, J.-P., & Thiéry, N. (2006). The Assessment of Knowledge, in Theory and in Practice. In B. Ganter & L. Kwuida (Eds.), Formal Concept Analysis (pp. 61–79). Springer.
• Отзывы преподавателей и студентов на образовательных форумах (например, Reddit, College Confidential).